16速器用离合器助力分泵工作原理分析

孙春艳

摘 要：本文通过对一种 16档重卡变速器用离合器助力分泵的工作原理分析，提供了判定 16档重卡变速器用离合器助力分泵是否正常的依据，从而可以为售后维修服务提供理论支持，并对匹配装车也有一定的指导意义。

关键词：16档变速器，前副箱同步器，离合器助力分泵

16档重卡变速器采用了前后副箱加主箱的结构，前副箱奇偶档的切换由气路控制完成，手球上的预选阀和离合器踏板配合操作完成前副箱换挡，离合器助力分泵在前副箱换挡过程中控制前副箱气路开启与关闭的时机，其性能直接影响前副箱换挡时间，开启关闭时机不当会直接造成前副箱同步器损坏或使变速箱出现非正常空档，进而造成严重后果。

1 16档重卡变速器用离合器助力分泵离合器助力功能分析

一种 16档重卡变速器用离合器助力分泵的结构如图 1 ，为描述简便，下文用助力分泵指代 16档重卡变速器用离合器助力分泵。

如图 1所示，当司机踩下离合器踏板，离合器助力总泵中的液压油被挤压至助力油腔 6，随着助力油腔中的油压不断升高，助力气阀 8在油压作用下压缩弹簧向图示下方移动，助力气腔 7与气缸腔 9被接通，来自整车气瓶的助力气进入气缸腔 9与助力油腔 6中的液压油一起推动活塞 1（助力油腔 6中的液压油首先推动活塞杆 4，进而推动活塞 1）向图示右方移动，活塞 1进而推动推杆 2（通常与活塞采用球窝连接，可在较小角度内旋转）向右运动推动离合器分离拨叉，从而实现离合器分离。

司机换挡完成后，松开离合器踏板，助力油腔 6中的液压油压力降低，助力气阀 8在弹簧推动下向图示上方运动，将助力气腔 7与气缸腔 9隔离开来，助力气阀 8向上移动的同时，气缸腔 9和气缸通气塞 13连通，气缸腔 9中的气压迅速降低，推杆 2被离合器分离拨叉推动向图示左侧移动，活塞 1亦向左侧移动回位。

实际产品中，活塞 1后方有一弹簧（图中未画出），可以在活塞回位时前推活塞，消除推杆 2与活塞之间、推杆 2与分离拨叉之间、分离拨叉与分离轴承之间、分离轴承与膜片弹簧分离指之间的间隙。此弹簧的推力数量级为百牛米，与分离拨叉的数千牛米的推力相比，对膜片弹簧分离指的推动可忽略不计。

2 16档重卡变速器用离合器助力分泵气路控制部分工作原理分析

如图 2所示，拉杆 5固连于图 1中的活塞 1，当司机踩下离合器踏板，活塞 1移动带动拉杆 5图 2方向右移，，被弹簧抱紧于拉杆 5上的活动阀体 13跟随拉杆 5右移，移动距离 a后，活动阀体右端推动活动气门 14，换挡气入口 10（接空滤器）与换挡气出口 11（接随动阀）连通，同时换挡气出口 11与通气塞 12的连通被隔断。离合器踏板继续下踩，活动阀体 13推动活动气门 14继续右移增大气门开度，换挡气进入前副箱气缸，前副箱实现换挡。换挡结束后，司机松开离合器踏板，活塞 1带动拉杆 5左移，当左移至活动阀体 13右端与活动气门 14分开时，换挡气入口 10和换挡气出口 11的连接被活动气门前端的橡胶部分隔断，同时换挡气出口 11与通气塞 12恢复连通，前副箱气缸气压降低至大气压。整个过程中，换挡气入口 10与通气塞 12不连通。

离合器助力分泵出厂时，活动阀体 13与壳体后限位 16接触或很接近，活塞 1被位于活塞后端的弹簧顶至最前工作位置，装车后，推杆 2被离合器分离拨叉向图 1所示方向左方推，活塞 1被推至工作位置，活动阀体 13里面的抱紧弹簧的抱紧力大于活塞后方的弹簧推力，但远小于膜片弹簧的推力，在活塞 1被推至工作位置的过程中，活动阀体 13后端与壳体后限位 16接触后，无法继续向左移动，拉杆 5与活动阀体 13发生相对滑动，由此将活动阀体置于图 2所示最左侧，当离合器踏板未被踩下时，活动阀体 13即位于图 2所示位置。当活塞 1与推杆 2之间的接触副、推杆 2与离合器分离拨叉之间的球窝接触副、离合器分离拨叉与离合器分离轴承之间的接触副、离合器分离轴承与离合器膜片弹簧分离指之间的接触副、离合器摩擦片与离合器压盘的接触副等磨损后，由于活塞 1背后的弹簧推动，活塞随着磨损的加剧会逐渐向图 1所示右方移动，同时带动拉杆 5与活动阀体 13向图 1所示右方移动。当移动的距离到达一定程度，司机完全踩下离合器踏板，活塞前移的距离与助力分泵新车状态时相比不变，但活动阀体的初始位置发生了变化，前移过程中有可能被壳体前限位 15限位，此时由于助力气对活塞的推力巨大，活塞 1继续右移带动拉杆 5右移，活动阀体 13和拉杆 5发生相对滑动，助力分泵气路控制部分实现对磨损的自补偿。

3 结论

带前副箱气路控制功能的离合器助力分泵设计的要点在于保证司机踩下离合器踏板的过程中，离合器的完全分离，需在前副箱气路打开之前或同时。一般情况下，离合器完全分离时助力分泵需要前进的距离为 12mm左右；以整车厂工作行程选 26mm；助力分泵 a值 16mm、b值 31mm为例进行分析。初始装车时，前副箱气路打开需要助力分泵推杆前进 16mm，此时气门最大开度为 10mm，当磨损导致壳体前限位发挥作用后，此时前副箱气路打开推杆前移的距离为： 此时气门最大开度为由于磨损后，离合器完全分离需要助力分泵推杆前进的距离会缩短（比 12mm小），举例的数值（来自实际主机厂）认为是合理的。

参考文献

[1] 减速器和变速器设计与选用手册 .程乃士主编 .北京：机械工业出版社，2006.10.

[2]吴克坚等 .机械设计 .北京：高等教育出版社 .2003.